
- •Глава 9. Дифференциальные и разностные уравнения.
- •§1. Обыкновенные дифференциальные уравнения
- •9.1. 9.2.
- •9.23 . 9.24.
- •9.47 . 9.48.
- •9.89 . 9.90.
- •§2. Обыкновенные дифференциальные уравнения
- •9.131 . 9.132. 9.133.
- •9.161 ,. 9.162,.
- •9.163 ,. 9.164,,.
- •9.165 . 9.166,,. 9.167,,. 9.168,,. 9.169. 9.170.
- •9.171 . 9.172.
- •9.191 .
- •9.245 9.246
- •9.263 9.264
- •9.273 9.274
- •9.281 .
- •9.313. 9.314 .
- •9.323 . 9.324.
- •9.325 . 9.326.
- •9.327 . 9.328.
- •9.331 .
- •9.349 ,,;
- •10.1 . 10.2 .
- •10.3 . 10.4.
- •10.5 . 10.6.
9.245 9.246
9.247
9.248
9.249
9.250
9.251
9.252
В задачах 9.253-9.258 найти общие решения следующих однородных систем уравнений (для облегчения работы в задачах указаны корни характеристического уравнения):
9.253
9.254
9.255
9.256
9.2579.258
В задачах 9.259-9.262 найти методом исключения общие решения следующих неоднородных систем уравнений:
9.259
.
9.260
.
9.261
.
9.262
.
Решение
нормальной системы ДУ
,
,
определённое при всех
называетсяустойчивым
по Ляпунову,
если для любого
существует
такое, что для всякого решения
той же системы, значения которого в
точке
удовлетворяют неравенствам
,
,
при всех
справедливы неравенства
,
.
Если решение
не только устойчиво, но и при условии
,
,
удовлетворяет соотношению
,
,
то это решение называетсяасимптотически
устойчивым.
Если система дифференциальных уравнений описывает некоторое движение, то в случае устойчивости решений характер движений мало изменяется при малом изменении начальных данных.
Вопрос
об устойчивости решения
системы
,
,
сводится к вопросу об устойчивости
нулевого решения (точки покоя) другой
системы, получаемой из данной с помощью
замены
,
.
Точкой
покоя системы
,
,
где функции
,
-
непрерывно дифференцируемы, называется
такая точка, в которой
и
.
Точкой
покоя системы двух однородных ЛДУ с
постоянными коэффициентами
,
,
является начало координат
,
т.е. нулевое решение данной системы. Для
исследования точки покоя такой системы,
надо найти корни
и
характеристического уравнения системы
и в зависимости от вида корней, определить
характер точки покоя, в соответствие с
приведённой в таблице их классификацией.
Корни
|
Характер точки покоя |
Устойчивость точки покоя | |
Действительные и различные:
|
|
Устойчивый узел (рис. a) |
Асимптотически устойчива |
|
Неустойчивый узел (рис. a) |
Неустойчива | |
Разных знаков |
Седло (рис. б) |
Неустойчива | |
Комплексно-сопряжённые:
|
|
Устойчивый фокус (рис. в) |
Асимптотически устойчива |
|
Неустойчивый фокус (рис. в) |
Неустойчива | |
|
Центр (рис. г) |
Устойчива | |
Действительные
и равные
|
|
Устойчивый вырожденный узел (рис. д) |
Асимптотически устойчива |
|
Неустойчивый вырожденный узел (рис. д) |
Неустойчива | |
Действительные
и равные
(для
системы
|
|
Устойчивый дикритический узел (рис. е) |
Асимптотически устойчива |
|
Неустойчивый дикритический узел (рис. е) |
Неустойчива |
Если
система
,
описывает движение точки
,
то интегральные кривые называют
траекториями движения точки. В случае
устойчивого узла и фокуса точка
,
двигаясь по траекториям, неограниченно
приближается к началу координат при
,
и неограниченно удаляется от него в
противном случае.
В задачах 9.263-9.272 определить характер точек покоя следующих систем дифференциальных уравнений.